初中物理能量实验题

在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离。如甲图所示。请回答下列问题：

（1）从同一高度由静止释放的目的是                     _，该实验的目的是研究铁球的动能大小与        （选填“质量”或“速度”）的关系。
（2）该实验是通过观察                 的大小,来说明铁球对木块         的多少,从而判断出      （“铁球”或“木块”）具有的动能的大小。
（3）若水平面绝对光滑且不计空气阻力,该实验能成功吗?答：                      
（4）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行? 答：          若他按此方案操作，他会看到的现象是：                                                              。

用如图所示装置测量动滑轮的机械效率．实验数据如下表．

序号	动滑轮重 G动/N	钩码重G/N	钩码上升高度h/m	绳的拉力F/N	绳端移动距离 s/m	机械效率η
①	0.1	1	0.2	0.6	0.4	83.3%
②	0.1	2	0.2	1.1	0.4
③	0.2	2	0.2	1.2	0.4	83.3%

(1)实验时，弹簧测力计应在         方向上拉动钩码做匀速直线运动。
(2)第②次实验时，测得动滑轮的机械效率约为        ．
(3)分析表中       两次数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将     ；分析表中        两次数据可知，提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将     ．(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)分析表中数据可知，F≠，可能的原因是：        。

(6分)某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下： ①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平； ②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h₁、h₂，回答下列问题：

(1)杠杆机械效率的表达式为η=_________。(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是:_____                       。
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：

实验 序号	钩码 重/N	动滑轮 重/N	拉力/N	钩码上升 的高度/m	测力计移动 的距离/m	有用 功/J	总功 /J	机械效 率/%
①	4	0.5	2.3	0.2	0.4	0.8	0.92	87.0
②	4	0.9	2.5	0.2	0.4	0.8	1.0	80.0
③	6	0.5	3.3	0.2	0.4	（a）	（b）	（c）

 

（1）实验时，弹簧测力计应在         方向上拉动钩码做匀速直线运动。
（2）完成表格中第3次数据（a）（b）（c）处的计算，填在下面的横线上：（a）      ； （b）      ；（c）      。
（3）通过比较     两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重      （“有关”、“无关”）。
（4）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较      两次实验数据（选填实验序号），可知他的观点是       的（选填“正确” 或“错误”）。

为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系，小黄同学用弹簧测计拉着同一木块沿粗糙程度相同的斜面匀速向上运动，如图所示，实数据记录如下表：
   

实验次数	斜面的倾斜程度	木块重量G／N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长s/m	机械效率η
1	较缓	10	0.4	6.6	1
2	较陡	10	0.5	7.6	1	65.8%
3	最陡	10	0.6	8.4	1	71.4%

（1）根据表中数据可求出第1次实验：有用功是________J，总功是__________J，机械效率是_____________，拉木块时克服摩擦力做的功是__________J。
（2）分析表中数据，可以得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾斜程度越陡，所需的拉力越_________，斜面的机械效率越___________。

下面是“探究斜面的机械效率”得到的实验数据，请完成下面的填空。
表一：

实验次数	斜面坡度	斜面材料	斜面高h(m)	小车重G(N)	有用功Gh(J)	斜面长s(m)	拉力 F(N)	总功 Fs(J)	机械效率η
1	较缓	木板	0.2	10	2	1	5	5	40.0％
2	较陡	木板	0.4	10	4	1	6	6	66.7％
3	最陡	木板	0.6	10	6	1	7	7	85.6％

(1)由表一可知，在斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越________，斜面的机械效率越________。(选填“大”、“小”、“高”或“低”)
表二：

实验次数	斜面坡度	斜面材料	斜面高h(m)	小车重G(N)	有用功Gh(J)	斜面长s(m)	拉力 F(N)	总功 Fs(J)	机械效率 η
1	较陡	毛巾	0.4	10	4	1	7	7	57.1％
2	较陡	木板	0.4	10	4	1	6	6	66.7％
3	较陡	玻璃	0.4	10	4	1	5	5	80.0％

(2)由表二可知，在斜面的倾斜程度一定时，斜面越________，斜面的机械效率越________。(选填“粗糙”、“光滑”、“高”或“低”)
(3)从表一中还可以发现，斜面的倾斜程度越小，越_________(选填“省力”或“费力”)；斜面越省力，机械效率越________(选填“高”或“低”)。
⑷我们的校园中，有什么应用到斜面的知识，请举一例：________________________。

小宇用如图装置探究“动能的大小与哪些因素有关”．实验步骤如下：
（1）将质量为m的小球从光滑斜面的A处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
（2）将质量为m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
（3）将质量为2m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示．
根据上述三次实验，回答下列问题：
①通过观察比较    就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是     法（选填“直接测量”“放大”或“转换”）．
②为探究动能大小与物体运动速度的关系，应选用       两个图来分析．
③分析乙、丙两图，得到的实验结论是                                  ．

某小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图。他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W_有用、总功W_总和机械效率η数据一并记入下表：

（1）实验时，应沿竖直方向＿＿＿＿＿＿拉动弹簧测力计。
（2）表格中数据η=＿＿＿＿；
（3）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是               ；
（4）比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是         ，使用滑轮组的优点是                  。

(7分)同学们在学习了伏安法测定小灯泡额定功率后，分组进行实验测量小灯泡的功率（所用灯泡的额定电压U₀=3.8V）

（1）小姚小组采用电路图的方案。
①请按照电路图连接的实物图。
②闭合开关后，灯都不亮，电流表和电压表都有读数，出现这种情况的原因可能是          ：调节滑动变阻器，直到电压表的示数为3.8V，观察到电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率为         W。

（2）小明小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知，电阻R的阻值已知)。
①电路如图所示；

②移动滑片P滑到任一位置，开关S拔到位置1，读出电流表示数I₁；
③开关S拔到位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I₂。
先算出灯泡的电阻R_L=         (请你用所测的物理量表示)，再根据：计算灯泡的额定功率．他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是                ；仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤②改为                          。

如图甲所示是某实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中设计的电路图，所用小灯泡标有“2.5V”字样。

（1）该实验的原理是            。
（2）该组同学连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光亮。导致上述现象的不规范操作是                             。
（3）若某次测量时电压表的示数为2V，电流表的示数如图乙所示，则电流表的示数为
         A，此时灯泡的电阻为        Ω。接着用这个电路测小灯泡正常工作（小灯泡两端电压为2.5伏）时的电阻，滑片应向       （选填“左”或“右”）移动。
（4）该组同学分别记录三组电压和电流值，通过计算发现灯丝电阻是不同的，他们还了解到其他组同学也得到类似的结果。出现这种结果的原因 是                         。

如图所示：在研究电流与电阻和电压关系的实验中：

(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于             ，目的是：              。
(2)某同学按下面的电路原理图连接了实物电路，其中有两个元件连接错误。它们分别是             和             (只需填写连错的元件)。
(3)正确连接电路后，测出R₁=5Ω、两端电压为3V时的电流，然后将电阻R₁由5Ω换成10Ω，为了使电阻R₁两端的电压仍然为3V，他应将滑动变阻器的滑动触头P向     端滑动，在触头P滑动的过程中，电路中的电流将           。（选填“变大”，“不变”或“变小”）

在“测小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压是2.5V，滑动变阻器上标有“10Ω 2A”字样，小灯泡的电阻小于10Ω。

（1）连接不完整的电路如图（甲）所示，请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整（要求导线不交叉）。
（2）连接好电路后，为了保证电路的安全，要将滑动变阻器滑片移至         端（选填“A”或“B”），才能闭合开关；闭合开关时，发现电流表指针偏向没有刻度的那一边，造成这一故障的原因是                                      。
（3）排除故障，闭合开关，电压表的示数为1.5V，为了让小灯泡正常发光，应将滑片向          端移动（选填“A”或“B”）。
（4）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图（乙）所示，通过小灯泡的电流是     A。小灯泡的额定功率是        W。

小明和小亮探究“并联电路电压的关系”，小明先按图甲所示电路图连成图乙的实物图（电压表尚未连接）

（1）小亮一眼就看出了小明连接的错误，并指出如果直接闭合开关将出现     （选填“开路”或“短路”）现象，小灯泡L₁、L₂都不会亮，还可能造成变阻器或      损坏。
（2）小亮只更改跟L₁、L₂的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端，就使电路连接正确了。他的做法可能是                 （指出一种即可）。接下来，他们按图丙所示电路图连接了三个电压表。实验过程中，通过调节滑动变阻器使电压表V₁的示数如图所示，则电压表V的示数是    V，若L₂标有“2.5V，1W”字样，此时通过L₂的电流是     A。

（4）他们在电路中串联滑动变阻器除了保护电路之外的作用是           ，闭合开关前，变阻器的滑片P应置于      端（选填“左”或“右”）

LED灯是一种新型的环保节能灯，小梦为了探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率，他用如图所示的装置进行了实验（其中R₀为光敏电阻，其电阻值与光照强度成反比）其实验步骤如下：

先把“220V 15W”的普通白炽灯接入灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与光敏电阻的距离约为30cm。闭合开关，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填入下表。

灯泡类型	盒内初温	盒内末温	电流表示数
白炽灯	20℃	78℃	6mA
普通节能灯	20℃	50℃	15 mA
LED灯	20℃	35℃	60 mA

 
②接着分别把规格相同的普通节能灯和LED灯接入灯座，重复上述实验。
根据小梦的探究，请回答：
(1)电能转化为内能最多的灯是           ，这是通过观察           来比较的。
(2)电能转化为光能最多的灯是            ，这是通过观察                来比较的。
(3)LED灯的发光效率较       (填“高”或“低”)。
(4)综合分析表中数据可知，15W的LED灯的发光亮度与         的白炽灯发光亮度相当。

小明和小红利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．温度计显示煤油的温度．

（1）实验中，小明和小红发现           烧瓶中温度计的示数升高快．这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越       ，产生的热量越多．
（2）小明提议利用该装置改成 “比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成       相等的水；将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的    _____相等. 通过实验观察，发现装有        (选填“水”或“煤油”)的烧瓶中温度计的示数变化较大，说明水比热容较大．